日本新干線鐵路網(wǎng)發(fā)展與現(xiàn)狀概述

從日本第一條新干線線路——東海道新干線開始運營至今，日本新干線已走過55年的發(fā)展歷程。在此期間，新干線鐵路網(wǎng)建設(shè)雖然因為國營鐵路改革中斷過，但在總體上仍然穩(wěn)步推進，截至2020年，其運營里程已達2 765 km左右（圖1）。本文將介紹日本新干線路網(wǎng)的發(fā)展與現(xiàn)狀。

1 新干線鐵路網(wǎng)的雛形及發(fā)展

世界上首條高速鐵路——東海道新干線（東京—新大阪區(qū)間）于1959年開工建設(shè)，于1964年10月1日東京奧運會開幕前通車運營。在此之前，從東京至大阪，普通線路特快列車的旅行時間超過6 h，而新干線光號列車的旅行時間僅為4 h。在東海道新干線通車運營1 年之后，即1965年，其車程縮短至3 h 10 min。

圖1 日本新干線鐵路網(wǎng)

隨后，山陽新干線的新大阪—岡山區(qū)間和岡山—博多區(qū)間分別于1967年和1970年開工建設(shè)，并先后于1972年和1975年通車運營。

在此期間，日本于1970年頒布《全國新干線鐵路整備法》（以下簡稱《全干法》），目標是通過新干線完善日本全國的鐵路網(wǎng)，從而促進國民經(jīng)濟發(fā)展，擴大國民生活領(lǐng)域，振興地區(qū)經(jīng)濟。至此，新干線鐵路整備的相關(guān)制度得以完善。《全干法》中將新干線鐵路定義為“列車在主要區(qū)間能夠以200 km/h及以上速度高速運行的干線鐵路”。在推行整備計劃的同時，當時的日本國土交通大臣還牽頭制定了建設(shè)其他新干線鐵路的基本計劃，并在進行必要的調(diào)查之后，確定了上述線路在建設(shè)方面的規(guī)劃。1971年—1973年，日本共規(guī)劃了18條新干線鐵路，其中的成田新干線（東京都—成田區(qū)間）后來由于各種原因被取消。

依據(jù)《全干法》，東北新干線（東京—盛岡區(qū)間）和上越新干線（大宮—新瀉區(qū)間）于1971年開工建設(shè)，于1982年通車運營。1985年，東北新干線延伸至上野；1991年又延伸至東京。山形新干線（福島—山形區(qū)間）于1992年通車運營，并于1999年延伸至新莊。秋田新干線（盛岡—秋田區(qū)間）于1997年通車運營。

2 整備新干線概述

整備新干線是指依據(jù)《全干法》在1973年11月的整備計劃中規(guī)劃建設(shè)的5 條新干線線路，即北海道新干線（青森—札幌區(qū)間）、東北新干線（盛岡—青森區(qū)間）、北陸新干線（東京都—大阪區(qū)間）、九州新干線（福岡—鹿兒島區(qū)間）、九州新干線（福岡—長崎區(qū)間）。

在經(jīng)歷了因政府財政困難而被中止、國營鐵路分割民營化等事件之后，整備新干線由鐵路運輸機構(gòu)統(tǒng)一建設(shè)，到目前為止已經(jīng)開通了北陸新干線高崎—長野區(qū)間（1997年10月開通）、東北新干線盛岡—八戶區(qū)間（2002年12月開通）、九州新干線新八代—鹿兒島中央?yún)^(qū)間（2004年3月開通）、東北新干線八戶—新青森區(qū)間（2010年12月開通）、九州新干線博多—新八代區(qū)間（2011年3月開通）、北陸新干線長野—金澤區(qū)間（2015年3月開通）、北海道新干線新青森—新函館北斗區(qū)間（2016年3月開通）共計7個區(qū)間，線路總長約929 km。目前，北海道、北陸、九州這3條新干線還在建設(shè)中，具體情況如下。

2.1 北海道新干線（新函館北斗—札幌區(qū)間）

該區(qū)間從新函館北斗站延長至札幌站，線路總長約212 km，含路基11.4 km（約5%）、橋梁4.3 km（約2%）、高架橋27.3 km（約13%）、隧道168.9 km（約80%）；共有隧道17條，與其他線路相比，具有全線隧道占比高達80%的特點。該工程項目于2012年6月獲批準，目前正在建設(shè)中，預計2030年年底建成通車（圖2）。

圖2 北海道新干線線路圖

該區(qū)間的主要隧道有建成之后將成為全日本最長隧道的渡島隧道（32.7 km）和穿過羊蹄山的羊蹄隧道（9.8 km）。此外，由于2017年6月的施工計劃變更，以高架橋形式穿過札幌市區(qū)（約7.4 km）的計劃更改為從地下穿過，因此札樽隧道（約26.2 km）成為全線第2長的隧道。該區(qū)間的主要橋梁為尻別川橋（340 m）和游樂部川橋（245 m）。

圖3 渡島隧道

圖4 羊蹄隧道

目前，征地和設(shè)計等正圍繞隧道建設(shè)這個中心同步進行。截至2020年3月1日，征地率達到24%，土木工程施工率達到78%，隧道挖掘率達到25%（征地率以面積為單位，其他以長度為單位）。本區(qū)間最早挖掘的隧道為渡島隧道（圖3），隨后立巖、內(nèi)浦、羊蹄（圖 4）、后志等隧道開始順利挖掘，札樽隧道的始發(fā)豎井也已開始施工。其中，在羊蹄隧道的比羅夫、有島2 個工區(qū)存在高水壓（最大透水水壓為0.54 MPa）和混合礫石滑落（預估礫石直徑達30 cm）的施工難點，因此使用了為采用新奧法（New Austrian Tunnelling Method，NATM）和盾構(gòu)掘進法而開發(fā)的新型施工系統(tǒng)SENS，并配備了相應的設(shè)備。該方法使用盾構(gòu)機掘進，以場地澆筑混凝土作為支撐構(gòu)件，確認穩(wěn)定性之后，再進行漏水處理和混凝土二次覆蓋，可很好解決上述難題。

2.2 北陸新干線（金澤—敦賀區(qū)間）

該區(qū)間從金澤站延長至敦賀站，線路總長約 125 km（圖5），含路基1.6 km（約1%）、橋梁15.5 km（約14%）、高架橋59.1 km（約52%）、隧道38.4 km（約33%，共12條）。該工程項目于2012年6月獲批準，追加項目于2017年10月獲批準，目前正在施工中，預計2022年年底建成通車。其中，福井站高架橋的一部分（約0.8 km）已于2005年4月首先開工，并于2009年2月竣工。

該區(qū)間的主要隧道有新北陸隧道（19.8 km）和加賀隧道（5.5 km），主要橋梁有手取川橋（554 m）和九頭龍川橋（409 m）。由于靠近深山隧道（768 m）的中池見濕地在2012年7月被納入《拉姆薩爾公約》（即《國際濕地公約》），因此日本于2015年5月通過了改變該線路區(qū)間曲線半徑和坡度的方案，讓線路繞過濕地，以最大限度地保護濕地環(huán)境。在施工中，除考慮到振動對鳥類的影響外，工程項目組還對線路周邊的涌水量、水質(zhì)和動植物實施監(jiān)控，在保證施工的同時兼顧對周邊環(huán)境的保護。

截至2020年3月1日，該工程進展順利，征地率達99%，施工率到100%，隧道挖掘率達98%。在隧道工程方面，本區(qū)間的加賀隧道和柿原隧道已于2019年秋貫通；在橋梁方面，跨越一級河流的九頭龍川橋（圖 6）和手取川橋也于同年夏天竣工；敦賀車輛基地（圖7）正在建設(shè)中；一部分鋪軌工程和建筑工程也在同時進行。

2.3 九州新干線（武雄溫泉—長崎區(qū)間）

該區(qū)間從武雄溫泉站延長到長崎站，線路總長約66 km（圖8），含路基5.3 km（約8%）、橋梁7.1 km（約11%）、高架橋13.6 km（約20%）、隧道41.0 km（約61%，共31條，其中有許多長度未滿 1 km的隧道）。2008年3月，日本批準了武雄溫泉—諫早區(qū)間按照新干線標準建設(shè)新線的方案，并進行施工建設(shè)；2012年6 月，武雄溫泉—長崎區(qū)間的新干線計劃（包括上述已施工區(qū)間）獲得批準；追加項目于2017年5月獲得批準并動工。該區(qū)間目前正在施工中，預計2022年建成通車。

圖5 北陸新干線線路圖

該區(qū)間的主要隧道有新長崎隧道（7.5 km）和俵坂隧道（5.7 km），主要橋梁有第2本明川橋（265 m）和千綿川橋（213 m）。其中，原種立交橋是第一座結(jié)合加筋土（GRS）集成橋臺和門型拉面工法修筑的GRS一體橋，具有出色的抗震性和易維護性，其建成也擴大了GRS一體橋的應用領(lǐng)域。

截至2020年3月1日，該項目的征地率達99%，施工率和隧道挖掘率達100%。2019年6月，久山隧道貫通，標志著該區(qū)間的31座隧道全部竣工。終點長崎站（圖9）中，在新干線建設(shè)的同時，普通線路的立體交叉工程及車站周邊的工程也在施工建設(shè)中。目前，該項目的建筑、電氣以及軌道（圖10）等設(shè)備工程正處于施工高峰期。

3 結(jié)語

本文回顧了迄今為止開通的新干線的發(fā)展歷程，并介紹了目前正在建設(shè)的3條新干線區(qū)間的項目進展和建設(shè)狀況。未來，日本鐵路運輸部門將在各方的理解與合作之下，利用迄今為止積累的技術(shù)能力和經(jīng)驗，繼續(xù)努力建設(shè)經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)、安全的鐵路設(shè)施。

圖6 九頭龍川橋

圖7 敦賀車輛基地

圖8 九州新干線線路

圖9 長崎站

圖10 軌道工程施工現(xiàn)狀